Ficha Técnica del LED XI3030P de Potencia Media SMD - 3.0x3.0mm - 2.9V Máx - 65mA - Blanco - Documento Técnico en Español

1. Descripción General del Producto

El XI3030P es un LED de potencia media de montaje superficial (SMD) en encapsulado PLCC-2 (Portador de Chip con Pistas Plásticas). Está diseñado como un LED blanco de vista superior, que ofrece una combinación de alta eficacia luminosa, excelente reproducción cromática y un factor de forma compacto. Sus objetivos principales de diseño son la eficiencia energética y un rendimiento fiable para una amplia gama de aplicaciones de iluminación.

1.1 Ventajas Principales

Las ventajas clave de este encapsulado LED incluyen:

• Alta Eficacia Luminosa:Eficacia típica de 225 lm/W a 65mA y 5000K de CCT, contribuyendo a un menor consumo energético.
• Índice de Reproducción Cromática (IRC) Alto:Disponible con un IRC mínimo de 80 (Ra), con opciones de hasta 90, garantizando una reproducción de colores precisa y agradable.
• Ángulo de Visión Amplio:Un ángulo de visión típico (2θ1/2) de 120 grados proporciona una iluminación uniforme y extensa.
• Factor de Forma Compacto:La pequeña huella de 3.0mm x 3.0mm permite diseños de disposición en PCB flexibles y densos.
• Cumplimiento Ambiental:El producto está libre de plomo, cumple con las normas RoHS, REACH de la UE y libre de halógenos (Br<900ppm, Cl<900ppm, Br+Cl<1500ppm).

1.2 Mercado Objetivo y Aplicaciones

Este LED es una solución ideal para diversas aplicaciones de iluminación que requieren un equilibrio entre rendimiento, eficiencia y coste. Las principales áreas de aplicación incluyen:

• Iluminación General:Adecuado para luminarias de ambiente residenciales, comerciales e industriales.
• Iluminación Decorativa y de Espectáculos:Utilizado en iluminación de acento, arquitectónica y escénica debido a su buena calidad de color.
• Indicadores e Iluminación:Aplicable para retroiluminación, señalización e indicadores de estado.
• Luces de Interruptores:Puede integrarse en interruptores iluminados y paneles de control.

2. Análisis en Profundidad de Parámetros Técnicos

Esta sección proporciona una interpretación objetiva y detallada de los parámetros técnicos clave especificados en la ficha técnica.

2.1 Características Electro-Ópticas

Las principales métricas de rendimiento se definen bajo condiciones de prueba estándar (temperatura del punto de soldadura = 25°C, corriente directa IF = 65mA).

• Flujo Luminoso (Φ):El flujo luminoso mínimo varía según la variante del producto, desde 37 lm hasta 39 lm dependiendo de la temperatura de color correlacionada (CCT). Se aplica una tolerancia de ±11%.
• Tensión Directa (VF):La tensión directa máxima se especifica en 2.9V, con una tolerancia típica de ±0.1V. Una VF más baja contribuye a una mayor eficiencia del sistema.
• Índice de Reproducción Cromática (IRC/Ra):El Ra mínimo es 80 para la serie estándar, con una tolerancia ajustada de ±2, garantizando una calidad de color consistente entre lotes de producción.
• Ángulo de Visión (2θ1/2):El valor típico es de 120 grados, considerado un ángulo de visión amplio, adecuado para aplicaciones que requieren distribución de luz difusa.
• Eficacia:La eficacia luminosa típica es de 225 lm/W, medida a 65mA y 5000K de CCT. Esta es una cifra clave de mérito para la eficiencia energética.
• Corriente Inversa (IR):La corriente inversa máxima es de 50 µA a una tensión inversa (VR) de 5V, indicando las características de fuga del diodo.

2.2 Límites Absolutos Máximos

Estos límites definen los valores más allá de los cuales puede ocurrir un daño permanente en el dispositivo. La operación siempre debe mantenerse dentro de estos límites.

• Corriente Directa (IF):180 mA (continua).
• Corriente Directa de Pico (IFP):300 mA, permitida solo en condiciones pulsadas (ciclo de trabajo 1/10, ancho de pulso 10ms).
• Disipación de Potencia (Pd):580 mW.
• Temperatura de Operación y Almacenamiento:-40°C a +85°C (operación), -40°C a +100°C (almacenamiento).
• Resistencia Térmica (RθJ-S):La resistencia térmica unión-punto de soldadura es de 21 °C/W. Este parámetro es crítico para el diseño de gestión térmica.
• Temperatura de Unión (Tj):La temperatura máxima permitida en la unión es de 115°C.
• Temperatura de Soldadura:Soldadura por reflujo: 260°C máximo durante 10 segundos. Soldadura manual: 350°C máximo durante 3 segundos.

Nota Importante:El dispositivo es sensible a las descargas electrostáticas (ESD). Deben observarse las precauciones adecuadas de manipulación ESD durante el montaje y manejo.

3. Explicación del Sistema de Binning

El producto utiliza un sistema de binning integral para garantizar la consistencia eléctrica y óptica. El número de producto explica los códigos de bin.

3.1 Decodificación del Número de Producto

Ejemplo: XI3030P/KKX-5M403929U6/2T

• XI3030P:Serie de encapsulado y tamaño (3.0mm x 3.0mm).
• KKX-5M:Código de serie interno.
• Primer 'XX' (40):Representa la Temperatura de Color Correlacionada (CCT). '40' = 4000K.
• Segundo 'XX' (39):Representa el código de bin del flujo luminoso mínimo. '39' = 39 lm (mín.).
• Tercer 'XX' (29):Representa el código de bin de la tensión directa máxima. '29' corresponde a VF máx. de 2.9V.
• U6:Índice de corriente directa, indicando que la corriente de operación es de 65mA.
• 2T:Código adicional de variante del producto.

3.2 Binning del Índice de Reproducción Cromática (IRC)

La ficha técnica proporciona una tabla que asigna símbolos de una letra a valores mínimos de IRC:

• M: IRC 60, N: 65, L: 70, Q: 75, K: 80, P: 85, H: 90.

La lista estándar de producción en masa incluye variantes con IRC 80 (símbolo K).

3.3 Binning del Flujo Luminoso

El flujo luminoso se clasifica según la CCT. Por ejemplo:

• 3000K:Códigos de bin 37L2 (37-39 lm), 39L2 (39-41 lm), 41L2 (41-43 lm).
• 4000K/5000K/5700K:Códigos de bin 39L2 (39-41 lm), 41L2 (41-43 lm), 43L2 (43-45 lm).
• 6500K:Códigos de bin 38L2 (38-40 lm), 40L2 (40-42 lm), 42L2 (42-44 lm).

Todos los bins tienen una tolerancia de ±11% sobre los valores nominales de flujo.

3.4 Binning de la Tensión Directa

La tensión directa se agrupa bajo el código '2629' con tres sub-bins:

• 26A: 2.6V - 2.7V
• 27A: 2.7V - 2.8V
• 28A: 2.8V - 2.9V (Máx.)

Se aplica una tolerancia de ±0.1V a los límites del bin.

3.5 Binning de Cromaticidad (Elipses de MacAdam)

El punto de color del LED (coordenadas de cromaticidad) se controla dentro de elipses definidas en el diagrama CIE 1931 para garantizar la consistencia del color.

• MacAdam 3 pasos:Control de color más estricto, lo que significa que los LED dentro de una elipse de 3 pasos son prácticamente indistinguibles en color para el ojo humano en condiciones estándar.
• MacAdam 5 pasos:Control de color estándar, adecuado para la mayoría de las aplicaciones de iluminación general donde una ligera variación de color es aceptable.

La ficha técnica proporciona las coordenadas centrales (Cx, Cy) y los parámetros de la elipse (a, b, theta) para CCT de 3000K, 4000K, 5000K, 5700K y 6500K, tanto para bins de 3 como de 5 pasos. La tolerancia para las coordenadas de cromaticidad es de ±0.01.

4. Análisis de Curvas de Rendimiento

Las curvas típicas proporcionan información sobre el comportamiento del LED bajo diversas condiciones de operación.

4.1 Tensión Directa vs. Temperatura de Unión (Fig.1)

La tensión directa (VF) tiene un coeficiente de temperatura negativo. A medida que la temperatura de unión (Tj) aumenta de 25°C a 115°C, la VF disminuye linealmente aproximadamente 0.2V. Esta característica es importante para el diseño de drivers de corriente constante y consideraciones de compensación térmica.

4.2 Intensidad Luminosa Relativa vs. Corriente Directa (Fig.2)

La salida luminosa es sub-lineal con la corriente. Si bien la salida aumenta con la corriente, la eficacia (lúmenes por vatio) típicamente disminuye a corrientes más altas debido al aumento de la caída térmica y de eficiencia. Operar a los 65mA recomendados garantiza una eficacia y longevidad óptimas.

4.3 Flujo Luminoso Relativo vs. Temperatura de Unión (Fig.3)

4.4 Corriente Directa vs. Tensión Directa (Curva IV) (Fig.4)

Este gráfico muestra la relación exponencial típica entre corriente y tensión para un diodo. Es esencial para seleccionar el método de accionamiento apropiado (la corriente constante es obligatoria para los LED).

4.5 Corriente de Accionamiento Máxima vs. Temperatura de Soldadura (Fig.5)

Esta curva de reducción de potencia indica que la corriente directa máxima permitida disminuye a medida que aumenta la temperatura en el punto de soldadura. Esta es una regla de diseño crítica para garantizar que el LED opere dentro de su área de operación segura (SOA) en todas las condiciones ambientales.

4.6 Patrón de Radiación (Fig.6)

El diagrama polar confirma el patrón de emisión amplio, similar a Lambertiano, con un ángulo de visión típico de 120°. La intensidad es bastante uniforme en una amplia región central.

4.7 Distribución Espectral

El gráfico de distribución espectral de potencia (no detallado en el texto pero referenciado) mostraría un pico amplio del LED bomba azul y un pico de emisión amarilla más amplio convertido por fósforo, característico de los LED blancos convertidos por fósforo. La forma exacta determina la CCT y el IRC.

5. Directrices de Soldadura y Montaje

5.1 Parámetros de Soldadura por Reflujo

El LED es compatible con procesos estándar de reflujo por infrarrojos o convección. El parámetro crítico es la temperatura máxima de soldadura, que no debe exceder los 260°C durante más de 10 segundos. Se recomienda un perfil de reflujo estándar sin plomo (por ejemplo, JEDEC J-STD-020). Es necesario un control preciso para evitar daños térmicos en el encapsulado plástico y la unión interna del chip.

5.2 Soldadura Manual

Si es necesaria la soldadura manual, la temperatura de la punta del soldador debe controlarse a un máximo de 350°C, y el tiempo de contacto con cada almohadilla de soldadura debe limitarse a 3 segundos o menos para evitar sobrecalentamiento.

5.3 Condiciones de Almacenamiento

Los LED deben almacenarse en sus bolsas barrera de humedad originales (si se clasifican como sensibles a la humedad) en un ambiente con temperatura entre -40°C y +100°C y baja humedad. Siga las directrices estándar IPC/JEDEC para el manejo de dispositivos sensibles a la humedad (MSD) si corresponde.

6. Consideraciones de Diseño de Aplicación

6.1 Selección del Driver

Un driver de corriente constante es esencial. La corriente de operación recomendada es de 65mA. El driver debe seleccionarse en función de la tensión de cadena requerida (suma de las VF de los LED) y debe incluir funciones de protección apropiadas como sobrecorriente, sobretensión y protección contra circuito abierto/corto. El coeficiente de temperatura negativo de la VF debe considerarse en el diseño del bucle de realimentación del driver para algunas aplicaciones de precisión.

6.2 Gestión Térmica

Con una resistencia térmica unión-punto de soldadura (RθJ-S) de 21°C/W, es necesario un disipador de calor efectivo, especialmente cuando se opera en o cerca de los límites máximos. La PCB debe tener vías térmicas adecuadas y área de cobre conectada a la almohadilla térmica del LED (si está presente en la huella) para disipar el calor. No debe excederse la temperatura máxima de unión de 115°C. Use la fórmula: Tj = Ts + (RθJ-S * Pd), donde Ts es la temperatura del punto de soldadura y Pd es la disipación de potencia (VF * IF).

6.3 Diseño Óptico

El amplio ángulo de visión de 120° hace que este LED sea adecuado para aplicaciones que requieren iluminación difusa y uniforme sin ópticas secundarias. Para haces enfocados, se deben diseñar ópticas primarias apropiadas (lentes o reflectores) considerando el patrón de emisión del LED y su tamaño físico.

7. Comparación y Diferenciación Técnica

Si bien la ficha técnica no proporciona una comparación directa con otros productos, las características diferenciadoras clave del XI3030P basadas en sus especificaciones son:

Equilibrio entre Eficacia e IRC:

• Una eficacia típica de 225 lm/W con IRC 80 ofrece un buen equilibrio, mientras que algunos competidores pueden ofrecer mayor eficacia con IRC más bajo o viceversa.Binning Integral:
• El binning detallado para flujo, tensión y cromaticidad (elipses de MacAdam de 3/5 pasos) permite un diseño de sistema más ajustado y una mejor consistencia de color en luminarias multi-LED en comparación con productos con binning más laxo.Límites Máximos Robustos:
• Una temperatura máxima de unión relativamente alta (115°C) y una disipación de potencia (580mW) proporcionan un margen de seguridad más amplio y flexibilidad de diseño en entornos térmicamente desafiantes.Cumplimiento Ambiental:
• El cumplimiento total con las normas ambientales modernas (RoHS, REACH, Libre de Halógenos) es un requisito básico, pero se declara claramente como una característica.8. Preguntas Frecuentes (Basadas en Parámetros Técnicos)

P1: ¿Puedo accionar este LED a 150mA para una salida más alta?

R: No. La corriente directa continua máxima absoluta es de 180mA, pero la condición de operación recomendada es de 65mA. Operar a 150mA aumentaría significativamente la temperatura de unión, reduciría la eficacia, aceleraría la depreciación del lumen y probablemente anularía la garantía. Diseñe siempre para la corriente recomendada.

P2: ¿Cuál es la diferencia entre los bins de elipse de MacAdam de 3 y 5 pasos?

R: Una elipse de 3 pasos representa un control de color más estricto donde los LED son casi indistinguibles en color para la mayoría de los observadores. Una elipse de 5 pasos permite una variación de color ligeramente mayor, que puede ser perceptible en una comparación lado a lado pero es aceptable para muchas aplicaciones. La elección depende de los requisitos de uniformidad de color del producto final.

P3: ¿Cómo calculo el disipador de calor requerido?

R: Necesita determinar la temperatura objetivo del punto de soldadura (Ts). Usando la fórmula Tj = Ts + (RθJ-S * Pd), establezca Tj en un valor seguro por debajo de 115°C (por ejemplo, 105°C). Calcule Pd como VF * IF (por ejemplo, 2.9V * 0.065A = 0.1885W). Luego, Ts_máx = Tj_máx - (21°C/W * 0.1885W) ≈ 105°C - 4°C ≈ 101°C. El diseño térmico de la PCB y del sistema debe garantizar que el punto de soldadura se mantenga por debajo de este Ts_máx calculado.

P4: ¿Es adecuada una fuente de alimentación de tensión constante?

R: No. Los LED son dispositivos accionados por corriente. Un pequeño cambio en la tensión directa (debido a la temperatura o variación del bin) causa un gran cambio en la corriente con una fuente de tensión constante, lo que podría llevar a una fuga térmica y fallo. Utilice siempre un driver de corriente constante o un circuito limitador de corriente.

9. Estudio de Caso de Diseño y Uso

Escenario: Diseño de una luminaria LED lineal para iluminación ambiental de oficina.

Requisitos:

• Luz blanca neutra (4000K), buena reproducción cromática (IRC >80), alta eficiencia e iluminación uniforme sobre una longitud de 2 metros.Selección de Componentes:
• Se elige el XI3030P/KKX-5M403929U6/2T por su CCT de 4000K, IRC 80 y alta eficacia.Diseño Térmico:
• La luminaria utiliza una PCB de aluminio (MCPCB) con una conductividad térmica de 1-2 W/mK. La potencia calculada por LED es de ~0.19W. Con 100 LED espaciados uniformemente en un canal de aluminio de 2m que actúa como disipador, la simulación térmica confirma que la temperatura de unión se mantiene por debajo de 90°C en un ambiente de 25°C.Diseño Eléctrico:
• Los LED se organizan en series de 20 (VF total ~58V máx.). Se selecciona un driver de corriente constante con una salida de 65mA y un rango de tensión que cubra 58V. Se incluye protección contra sobretensión.Diseño Óptico:
• El amplio ángulo de haz de 120° del LED, combinado con un difusor de policarbonato blanco lechoso colocado a una distancia calculada, logra la iluminación uniforme deseada sin puntos calientes visibles, cumpliendo con los estándares de iluminación de oficinas.10. Introducción al Principio Tecnológico

El XI3030P es un LED blanco convertido por fósforo. El principio fundamental implica un chip semiconductor, típicamente hecho de nitruro de galio e indio (InGaN), que emite luz azul cuando se polariza directamente (electroluminiscencia). Esta luz azul es parcialmente absorbida por una capa de fósforo (por ejemplo, YAG:Ce) depositada sobre o alrededor del chip. El fósforo convierte una parte de los fotones azules en fotones a lo largo de un amplio espectro en las regiones amarilla y roja. La mezcla de la luz azul restante y la luz amarilla/roja emitida por el fósforo es percibida por el ojo humano como luz blanca. La proporción exacta de azul a amarillo y la composición del fósforo determinan la temperatura de color correlacionada (CCT) y el índice de reproducción cromática (IRC) de la luz blanca emitida.

11. Tendencias de la Industria

El segmento de LED de potencia media, representado por encapsulados como el XI3030P, continúa evolucionando. Las tendencias objetivas de la industria incluyen:

Mayor Eficacia:

• Mejoras continuas en la eficiencia cuántica interna (IQE) de los chips azules, la eficiencia de conversión del fósforo y la extracción de luz del encapsulado impulsan una mayor eficacia.Calidad de Color Mejorada:
• La demanda de IRC más alto (90+) y una mejor consistencia de color (elipses de MacAdam más estrictas) está creciendo, especialmente en iluminación comercial y minorista.Fiabilidad y Vida Útil Mejoradas:
• Los avances en materiales de encapsulado (compuestos de moldeo, sustratos) y procesos de fabricación apuntan a reducir la depreciación del lumen y aumentar la vida útil operativa (L90).Miniaturización e Integración:
• Si bien 3030 es un tamaño estándar, existe una tendencia hacia encapsulados más pequeños con un rendimiento comparable o mejor, así como módulos integrados que combinan múltiples LED y drivers.Iluminación Inteligente y Ajustable:
• Existe una creciente integración de LED con electrónica de control para habilitar funciones como atenuación, ajuste de temperatura de color (CCT ajustable) y conectividad para sistemas de iluminación basados en IoT.El XI3030P, con su rendimiento equilibrado y cumplimiento, se posiciona dentro de esta tendencia más amplia hacia soluciones de iluminación de estado sólido más eficientes, fiables e inteligentes.

The XI3030P, with its balanced performance and compliance, is positioned within this broader trend towards more efficient, reliable, and intelligent solid-state lighting solutions.